Inconvénients du combustible au plutonium

Seuls les pays qui souhaitent trouver un moyen d'utiliser leur plutonium séparé sont susceptibles de recourir aux services de la Cogema. La production de MOX (6-7 MF par tonne) est nettement plus coûteuse que la production de combustible standard (2-3 MF par tonne). Dans leur étude pour le premier ministre Lionel Jospin, "Etude économique prospective de la filière nucléaire" Jean-Michel Charpin, Benjamin Dessus, et René Pellat ont constaté que l'option d'arrêt du retraitement en 2010 coûterait moins cher que les options comportant le retraitement et la production de MOX.
Le plutonium civil séparé est parfaitement utilisable pour la fabrication de bombes, et les transports de plutonium et de combustibles au plutonium engendrent des risques significatifs en cas d'accident de la route aussi bien qu'en cas de vol. Par conséquent, son transport et son utilisation nécessitent des mesures de surveillance et de protection coûteuses à mettre en ouvre, et qui sont susceptibles d'empiéter sur les libertés civiles. De plus, le MOX rend plus complexe l'organisation de sa manipulation et la sûreté même du réacteur.

Les difficultés de l'utilisation du MOX dans des réacteurs à eau pressurisée sont de différents ordres, et conduisent à rendre l'exploitation des réacteurs plus compliquée que dans le cas du combustible à l'oxyde d'uranium :

- constitution de trois teneurs en plutonium différents (trizonage), la teneur étant plus forte dans les assemblages au centre du cour que dans les assemblages à sa périphérie ;
- dégagement sensiblement et systématiquement supérieur de gaz de fission du MOX, qui augmente fortement avec le taux de combustion ;
- variation de la composition isotopique du plutonium de lot en lot ;
- augmentation dans la rapidité des changements du niveau de puissance (c'est à dire de la réactivité) du réacteur ;
- réduction de l'efficacité d'absorption des barres de contrôle ;
- puissance résiduelle du combustible plus élevée après déchargement.

L'augmentation des taux de combustion du MOX, utilisés pour en rentabiliser l'utilisation conduit à une augmentation importante de la teneur moyenne en plutonium. En 1999, la DSIN a autorisé l'utilisation de MOX à une teneur moyenne de 7,08% de plutonium par assemblage, au lieu de 5,03% précédemment. EDF souhaiterait maintenant obtenir l'autorisation d'utiliser du MOX avec une teneur moyenne de 8,65% de plutonium, et 9,8% en moyenne pour la zone centrale de l'assemblage. Ces changements ne peuvent rendre l'utilisation du MOX que plus délicate encore.

Comme on l'a noté plus haut, les 101,3 tonnes ML de MOX fabriquées à Melox ne consomment pas en totalité les 8 à 8,5 tonnes de plutonium résultant du retraitement annuel des 850 tonnes de combustibles d'EDF. Par conséquent, dans un futur proche, le stock de plutonium séparé continuera de croître. Si Melox reçoit l'autorisation d'utiliser l'ensemble des 8 à 8,5 tonnes de plutonium séparé annuellement pour EDF, le stock de plutonium séparé d'EDF se stabilisera mais ne diminuera pas. De plus, le stock de combustible irradié va continuer à croître. EDF stocke actuellement de l'ordre de 10.300 tonnes de combustible irradié, dont 7.000 tonnes à La Hague au 31 mai 2001. Comme nous l'avons déjà mentionné, le retraitement de 850 t/an de combustible laisse 300 à 350 tonnes de combustible irradié, y compris du combustible MOX irradié, qu'il faut ajouter au stock existant chaque année. EDF n'a aucune intention de retraiter le MOX irradié.

Depuis 1987, le CEA a entrepris des études à Fontenay et à Marcoule pour évaluer la "retraitabilité" du MOX/REP. En fait, des responsables de Cogema ont annoncé en 1995 que la société est "en mesure de proposer des services de retraitement" de MOX dans UP2-400. Les installations UP2-800 et UP3 ne sont pas dimensionnées pour le retraitement de combustible MOX, mais la Cogema a demandé l'autorisation de retraiter le MOX dans UP3 aussi bien que dans UP2-800. Seulement de petites quantités de MOX pour réacteurs à eau pressurisée ont été retraitées. L'APM, à Marcoule, a retraité 2,1 tonnes de MOX en 1992. Au cours de cette même année, la Cogema a retraité 4,7 tonnes de MOX allemand dans UP2-400 à La Hague. En 1998, la Cogema a retraité 4,9 tonnes de MOX français dans la même usine.

En comparaison du combustible UOX, le retraitement du MOX pose des problèmes supplémentaires, y compris une augmentation du risque de criticité en raison de l'accroissement des concentrations de plutonium, la dégradation des solvants à cause de l'accroissement d'émissions alpha, la difficulté de décontaminer le plutonium en raison de la présence de produits de dégradation du tributyle phosphate (TBP), et la difficulté de manipuler les conteneurs de plutonium à cause de la chaleur émise par le plutonium 238. De plus, "l'augmentation des quantités d'actinides mélangées aux produits de fission conduirait à une augmentation du nombre de colis vitrifiés, pour une même quantité d'énergie produite".

Si l'on retraitait le MOX REP, le plutonium qui sortirait de l'usine de retraitement ne serait pas facilement utilisable comme matière pour le combustible REP. En effet, l'irradiation du MOX dégrade la qualité isotopique du plutonium dans le combustible.

Pendant l'irradiation, la proportion de plutonium 239 dans le MOX diminue et la proportion d'isotopes pairs augmente. Ces isotopes sont des poisons neutroniques, c'est-à-dire que, frappés par des neutrons lents, ces isotopes sont plus susceptibles d'absorber les neutrons que d'être divisés par ceux-ci. L'irradiation du MOX augmente également la quantité d'autres éléments à vie longue, tel que l'américium 241 et le curium. La qualité du plutonium baisse donc à chaque cycle.

La CNE a fait remarquer que le recyclage du plutonium "dans un combustible d'uranium appauvri nécessite d'augmenter à chaque recyclage la teneur en plutonium, pour compenser l'effet pénalisant de ces isotopes pairs sur la réactivité. Pour des raisons à la fois de sûreté et de coûts, le recyclage ne peut guère aller, dans ces conditions, au-delà de 1 à 2 recyclages". En d'autres termes, quelque soit le scénario, on finira bien par devoir gérer des combustibles irradiés non-retraités.

De plus, l'entreposage et le stockage des combustibles MOX irradiés posent des problèmes en raison de la " très grande charge thermique" du combustible MOX. Il faudrait "une longue période d'entreposage sous eau avant de pouvoir envisager un refroidissement à sec en entreposage de longue durée". Pour l'entreposage de longue durée lui-même, la CNE prévoit "de lourdes difficultés". De plus, le MOX "occuperait une partie substantielle de l'emprise d'un éventuel stockage général".

Le MOX
La filière du plutonium

A vous d'agir

Actus

30/05/2006 - Loi sur la gestion des déchets nucléaires : Greenpeace livre 331 bouteilles d'eau radioactive au Sénat et dévoile la menace sur le Champagne

29/05/2006 - Stockage de déchets nucléaires étrangers : Greenpeace rafraichit la mémoire de l'ANDRA et assigne COGEMA en justice

23/05/2006 - Gestion des déchets nucléaires: les mensonges continuent

17/05/2006 - Document EPR classé secret défense: nous le publions!

Archives